科学计算课程教学大纲
科学计算教学大纲
科学计算教学大纲科学计算教学大纲科学计算是一门涉及数学、计算机科学和工程学等多个领域的学科，它通过数学模型和计算机算法来解决实际问题。
科学计算的应用领域广泛，包括物理学、化学、生物学、经济学等等。
为了提高学生的科学计算能力，制定一份科学计算教学大纲是非常必要的。
一、教学目标科学计算教学的首要目标是培养学生的计算思维能力和解决实际问题的能力。
通过学习科学计算，学生可以掌握基本的数值计算方法、数值分析技巧和计算机编程技术，从而能够应用这些知识和技能解决实际问题。
二、教学内容1. 数值计算方法数值计算方法是科学计算的基础，它包括数值逼近、插值与拟合、数值积分、数值微分等内容。
学生需要学习不同的数值计算方法，并掌握它们的原理和应用。
2. 数值分析技巧数值分析技巧是科学计算的重要组成部分，它包括误差分析、稳定性分析、收敛性分析等内容。
学生需要学习如何分析和评估数值计算方法的精度和效率，以便选择合适的方法解决实际问题。
3. 计算机编程技术计算机编程技术是科学计算的实现手段，学生需要学习一种或多种编程语言，并掌握基本的编程技巧和调试方法。
学生还需要学习如何编写高效的科学计算程序，并了解科学计算软件的使用方法。
4. 应用案例分析为了帮助学生将所学的科学计算知识和技能应用到实际问题中，教学大纲还应包括一些应用案例分析。
这些案例可以来自不同领域，例如物理学中的运动模拟、化学中的反应动力学模拟等。
通过分析这些案例，学生可以学习如何将科学计算方法应用到实际问题中，并解决这些问题。
三、教学方法科学计算教学应注重理论与实践相结合，注重培养学生的动手能力和实际操作能力。
教师可以采用课堂讲授、实验演示、编程实践等多种教学方法，让学生通过实际操作来巩固所学的知识和技能。
四、教学评价科学计算教学的评价应以学生的实际能力为主要依据。
教师可以通过作业、实验报告、项目设计等方式评估学生的科学计算能力。
同时，还可以通过考试来评估学生对科学计算知识的理解和掌握程度。
MATLAB与科学计算教学大纲
MATLAB与科学计算教学大纲一、课程简介本课程旨在介绍科学计算及其在MATLAB编程环境中的应用。
通过理论讲解和实践操作，学生将学习如何使用MATLAB进行数据分析、数值计算、图形绘制等科学计算任务。
二、课程目标1.掌握MATLAB编程环境的基本操作和语法；2.理解科学计算的基本概念和方法；3.学会使用MATLAB进行数据分析、数值计算和图形绘制；4.培养解决实际科学计算问题的能力。
三、教学内容1.MATLAB简介-MATLAB编程环境的特点和优势；-MATLAB软件界面和基本操作；-MATLAB语言基础。
2.数据处理与分析-数据导入和导出；-数据处理与转换；-数据可视化。
3.数值计算-数值计算的基本概念和方法；-数值积分和微分；-数值求解方程组。
4.图形绘制-函数绘制和曲线拟合；-三维绘图和表面绘制；-动态图形和图像处理。
5.编程与算法-编写自定义函数和脚本；-基本算法和算法设计；-数学建模与优化。
6.应用案例讲解-实际科学计算问题案例分析；-使用MATLAB解决实际问题。
7.项目实践-基于实际问题的科学计算项目设计与实现；-团队合作与实践操作。
四、教学方法1.理论讲解：通过课堂讲解，介绍MATLAB编程环境、科学计算基本概念和方法。
2.实践操作：通过课堂实验和作业，学生将亲自操作MATLAB软件，并实践应用于科学计算问题。
3.项目实践：通过课程设计和项目实践，使学生能够独立解决实际科学计算问题。
五、教材参考1.《MATLAB科学计算与工程应用教程》2.《MATLAB科学与工程计算基础》3.《MATLAB深入浅出》六、考核方式1.平时作业（占比30%）：包括实验报告、编程作业等。
2.期末考试（占比70%）：涵盖课程内容的理论和实践题目。
七、教学资源1.MATLAB编程环境和相关工具软件2.实验室和教学用电脑设备3.学校图书馆和网络资源八、预期成果通过本课程的学习，学生应能够熟练使用MATLAB编程环境，掌握科学计算的基本方法和技巧。
科学计算与Matlab语言 教学大纲
科学计算与Matlab语言一、课程说明课程编号：010631Z10课程名称：科学计算与Matlab语言/ Scientific computing with Matlab language 课程类别：专业教育课程学时/学分：32/2先修课程：程序设计设计基础、高等数学、线性代数适用专业：生物医学工程教材、教学参考书：1.（美）穆尔著，高会生等译. MATLAB实用教程（第二版）,电子工业出版社，2010.2.孙蓬主编，曾雷杰等编著. MATLAB基础教程,清华大学出版社,20113.薛山. MATLAB基础教程，清华大学出版社，2011.4.占海明.基于MATLAB的高等数学问题求解，清华大学出版社,2013.5.薛定宇，陈阳泉.高等应用数学问题的MATLAB求解（第三版），清华大学出版社,2013.二、课程设置的目的意义该课程是生物医学工程专业的计算机应用技术课程。
目的是使学生掌握Matlab的基本使用方法，具备利用matlab程序解决工程技术问题的基本能力。
为后续《数字信号处理》、《数字图像处理》、《医学信号处理》、《医学图像处理》等课程，以及编程实践和毕业设计等提供程序设计知识与能力。
三、课程的基本要求知识：掌握MATLAB的数据类型、矩阵输入和操作方法、语法结构、函数的使用以及二维、三维绘图功能，符号代数基本方法，并能够熟练地将MATLAB 应用于学习中，解决相关课程中较为复杂的数学计算问题；能力：注重提高学生解决问题的能力、软件应用能力，尤其是工程技术问题的Matlab解决能力；培养较强的自主学习能力、科技创新能力、工程实践能力;素质：培养学生严谨、规范、理论联系实际的科学态度。
积培养坚持不懈，细心谨慎，实事求是的科研精神。
四、教学内容、重点难点及教学设计五、实践教学内容和基本要求注：要求学生每次实验前完成初步的设计，实验期间进行调试与共性问题讲解。
六、考核方式及成绩评定教学过程中采取讲授、讨论、分析、作业、实验、课前导学的方式进行，注重过程考核，考核方式包括：笔试、作业、讨论、课内互动、实验等；过程考核占总评成绩的50%，期末考试点50%。
信息与计算科学系教学大纲
信息与计算科学系教学大纲一、教学目标1.培养学生掌握数学与计算机科学的基本理论和方法。
2.提高学生解决实际问题的能力，特别是在信息处理和计算科学领域。
3.增强学生的创新意识和团队合作精神。
二、核心课程1.数学基础：包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计等，为学生打下坚实的数学基础。
2.计算机科学：涵盖计算机编程、数据结构、算法分析、操作系统、计算机网络等，使学生掌握计算机系统的基本构成和运行原理。
3.信息处理：涉及数据库系统、数据挖掘、机器学习、人工智能等，培养学生处理和分析大数据的能力。
三、实践教学1.实验室实践：学生将在实验室内完成实验任务，包括编程实践、算法实现、系统分析等。
2.课程设计：学生将分组完成实际项目，锻炼团队协作和项目管理能力。
3.实习实训：安排学生到相关企业或研究机构进行实习，增强实践经验和职业技能。
四、考核与评估1.平时成绩：根据学生的课堂表现、作业完成情况进行评定。
2.考试成绩：通过期中、期末考试评估学生对课程知识的掌握程度。
3.实践成绩：根据学生的实验报告、课程设计成果和实习表现进行评定。
五、教学资源1.教材与参考书：为学生提供优质的教材和参考书目，以帮助学生深入学习和理解课程内容。
2.在线资源：提供丰富的在线学习资源，包括电子课件、教学视频、在线题库等，方便学生自主学习和巩固知识。
3.教学团队：拥有一支经验丰富、教学水平高的教学团队，为学生提供优质的教学服务。
六、教学管理与支持1.教学管理：建立完善的教学管理体系，确保教学质量和教学效果。
2.学生支持：提供全方位的学生支持服务，包括学习指导、心理咨询、职业规划等，帮助学生全面发展。
七、毕业要求学生需完成所有核心课程和实践教学任务，并通过相应的考核和评估，方可获得毕业资格。
同时，鼓励学生积极参与科研项目和学术竞赛，提升自己的学术水平和综合素质。
信息与计算科学专业导论_教学大纲
信息与计算科学专业导论_教学大纲一、课程概述《信息与计算科学专业导论》是信息与计算科学专业的专业课程，是为了帮助学生全面了解这一学科领域的基本知识、专业性质、学科发展动态以及学习和就业方向等而开设的。
通过本课程的学习，旨在培养学生对信息与计算科学专业的兴趣和热情，为学生了解和适应信息与计算科学专业的学习和工作提供必要的知识基础和理论指导。
二、课程目标1.培养学生对信息与计算科学专业的兴趣和热情，提高学生对该专业的认知水平。
2.了解信息与计算科学专业的学科特点、学习内容、学科发展动态等，为学生后续的学习和研究奠定基础。
3.了解信息与计算科学专业的就业前景和技术要求，帮助学生明确自己的学习目标和未来职业发展方向。
三、教学内容1.信息与计算科学专业的基本概念和发展历程。
2.信息与计算科学专业的学科特点和研究领域。
3.信息与计算科学专业的学习内容和课程设置。
4.信息与计算科学专业的学习方法和学术规范。
5.信息与计算科学专业的就业前景和职业发展方向。
四、教学方法1.理论讲解：通过课堂讲解的方式，讲解信息与计算科学专业的基本概念、发展历程和学科特点等。
2.实践操作：通过实验、案例分析等方式，让学生亲身参与并实践信息与计算科学专业的相关内容。
3.学术报告：邀请相关领域的专家学者进行学术报告，介绍信息与计算科学专业的前沿研究和最新进展。
4.小组讨论：组织学生进行小组讨论，交流信息与计算科学专业的学习方法和职业发展规划等。
五、考核方式1.平时成绩：包括课堂参与、实验报告和小组讨论等。
2.期中考试：对学生对信息与计算科学专业基本知识和概念的理解和掌握进行考查。
3.期末考试：综合考察学生对信息与计算科学专业的整体理解和综合应用能力。
六、参考教材。
信息与计算科学系教学大纲
信息与计算科学系教学大纲全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：信息与计算科学系教学大纲二、课程性质：必修课程三、课程学分：4学分五、授课目标：通过本课程的学习，使学生掌握信息与计算科学的基本概念、原理与方法，培养学生的信息分析、信息利用和问题解决能力，为学生今后高级课程的学习打下坚实的基础。
六、教学内容：1. 信息与计算科学基础：信息的概念和特性、信息资源的获取、组织、传播与利用、信息系统的基本原理与方法、信息科学与信息技术的发展趋势等。
2. 计算机科学基础：计算机系统的组成与体系结构、计算机程序设计基础、算法和数据结构、计算机网络的原理与应用等。
3. 数据科学与人工智能：数据科学的基本概念和技术、人工智能的发展与应用、机器学习和深度学习算法等。
4. 软件工程与系统开发：软件工程的基本原理、需求分析、软件设计与实现、软件测试与维护等。
5. 信息安全与网络安全：信息安全的概念与原则、网络安全的威胁与防范、加密技术与数字签名、网络攻击与防御等。
七、教学方法：本课程采用理论教学与实践教学相结合的教学方法。
课堂讲授结合实际案例分析、课外阅读与讨论、小组合作与项目实践等教学方式，激发学生的学习兴趣，培养学生的实际操作能力。
八、考核方式：平时成绩+期末考试成绩。
平时成绩包括课堂参与、作业完成情况、小组合作项目成果等。
期末考试包括笔试和实验考核，考查学生对课程内容的掌握情况和综合能力。
九、教材与参考书目：主教材：《信息与计算科学导论》，XXX主编，XXX出版社。
1. 《计算机科学基础》，XXX著，XXX出版社。
2. 《数据科学导论》，XXX著，XXX出版社。
3. 《软件工程导论》，XXX著，XXX出版社。
4. 《信息安全与网络安全》，XXX著，XXX出版社。
十、考核标准：学生需达到以下指标才能获得该课程的学分：1. 掌握信息与计算科学的基本概念、原理与方法；2. 能够运用信息与计算科学相关知识解决实际问题；3. 具有一定的信息分析与综合利用能力；4. 具备较强的团队合作和沟通能力；5. 具有扎实的信息安全意识和网络安全防范能力。
教学大纲与课程简介-浙江大学数学系
《科学计算》课程简介061B0070计算方法 3Scientific computation 2.5-1预修课程：数学分析，高等代数或线性代数, 常微分方程面向对象：二三年级本科生课程简介：《计算方法》为理学院大类课程。
课程为3学分，上课时间大约为16×2.5=40学时，上机实习16学时, 两(短)学期完成。
《计算方法》课程内容主要包括误差、函数的各类插值、线性方程组求解的直接法和迭代法、矩阵和特征值计算、各类数值积分和数值微分、数值逼近、非线性方程求根和常微分方程数值求解等内容。
通过本课程的学习，学生要求掌握数值方法的基本理论，会用MATLAB软件来实现数学问题的数值计算。
The courses aim to introduce the general theory of numerical methods and computation by the software MATLAB. It includes errors, interpolated theory, direct methods and iterative methods for solving linear systems, approximation theory, numerical integration and differentiation, numerical solutions of nonlinear systems of equations and numerical methods for solving ordinary differential equations.推荐教材或参考书：《数值计算方法和算法》，张韵华等，科学出版社，2000年。
《数值分析》，首都师范大学数学系，科学出版社，2000年。
《数值方法》，金一庆、陈越，机械工业出版社，2000年。
《计算方法与实习》，袁慰平、孙志忠等，东南大学出版社，第四版，2005年。
科学计算课程教学大纲
Based on the teaching guideline of emphasizing algorithm design, theoretical analysis and numerical simulation together, this course requires the students to understand the basic methods and principles in the area of scientific computing, can analyze convergence, stability and complexity of some typical numerical methods, and further their ability to work out real world problems in terms of numerical methods. The content mainly covers interpolation and approximation, variational methods and data fitting, numerical integration and differentiation, numerical methods for nonlinear equations and linear systems. And briefly introduce numerical methods for eigenvalues and engenvectors of matrices. This course emphasizes educating the practice ability, and the students are required to complete a number of projects.
科学计算与程序设计 教学大纲
科学计算与程序设计一、课程说明课程编号：140302X10课程名称：科学计算与程序设计/ Scientific Computation and Program Design课程类别：选修学时/学分：32/2先修课程：高等数学，计算方法（数值分析）适用专业：应用物理学、应用物理学T教材、教学参考书：1. 邢国庆、仇鹏涛、陈极珺，《Ubuntu Linux 从入门到精通》，电子工业出版社。
2. 刘卫、蔡旭晖，《Fortran 90 程序设计教程》，北京邮电大学出版社。
3. W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, and B.P. Flannery, 《Numerical Recipes》, Cambridge University Press.二、课程设置的目的意义在现代科学研究和工程开发中，人们需要深入细致地研究所遇到的问题，情况常常相当复杂, 解析方法已无法解决全部问题，只能依靠数值计算才能解决。
理工科学生，了解现在被广泛应用的计算机操作系统Linux的基本知识，掌握最为严密的高级计算机语言Fortran，学习科学与工程计算中的常用算法，并能应用这些软件工具设计程序，具有很强的现实意义，它将为学生进一步的研究生学习和高级工程开发铺垫一定的基础。
三、课程的基本要求1. 掌握Linux操作系统的安装和管理以及各种命令的用法；2. 学会Fortran编程技巧和程序设计方法；3．掌握科学与工程计算常用算法；4. 能用Fortran自己编程计算。
四、教学内容、重点难点及教学设计注：实践包括实验、上机等五、实践教学内容和基本要求本课程实用性较强，因此要求学生多上机练习，除了课堂练习外，课外还得完成较多的作业。
实践教学的主要内容为编写、编译和运行Fortran程序。
要求学生通过练习，加深对计算方法的理解，掌握编写、编译和运行Fortran程序的技能。
六、考核方式及成绩评定七、大纲主撰人：大纲审核人：。
科学计算实践教学大纲(3篇)
第1篇一、课程概述科学计算是现代科学技术发展的重要支撑，旨在培养学生的计算思维、编程能力和科学素养。
本课程以科学计算为基础，通过实践教学，使学生掌握科学计算的基本理论、方法和技能，提高学生解决实际问题的能力。
二、课程目标1. 理解科学计算的基本概念、原理和方法。
2. 掌握科学计算软件的使用和编程技巧。
3. 能够运用科学计算解决实际问题。
4. 培养学生的计算思维和科学素养。
三、课程内容1. 科学计算基本概念（1）数值计算与符号计算（2）数值分析基础（3）数学建模2. 科学计算软件（1）MATLAB软件简介（2）MATLAB编程基础（3）MATLAB高级功能3. 科学计算方法（1）线性代数计算（2）非线性方程求解（3）优化计算（4）微分方程求解4. 实际问题求解（1）工程应用（2）物理应用（3）生物医学应用5. 计算机编程实践（1）C/C++编程基础（2）Python编程基础（3）科学计算编程实践四、实践教学安排1. 课堂教学：每周2学时，共计24学时。
2. 实践教学：每周1学时，共计12学时。
3. 课程设计：1次，共计4学时。
五、实践教学要求1. 学生需掌握科学计算基本概念、原理和方法。
2. 学生需熟练使用MATLAB、C/C++、Python等科学计算软件。
3. 学生需具备解决实际问题的能力。
4. 学生需在课程设计阶段完成一个科学计算项目。
六、考核方式1. 平时成绩：占课程总成绩的40%，包括课堂表现、实验报告、作业等。
2. 课程设计：占课程总成绩的30%，主要考察学生解决实际问题的能力。
3. 期末考试：占课程总成绩的30%，主要考察学生对科学计算基本概念、原理和方法的理解。
七、教学资源1. 教材：《科学计算与数值分析》（第三版），谢海平，高等教育出版社。
2. 教学课件：教师自行准备。
3. 在线资源：中国大学MOOC、网易云课堂等。
4. 实践教学平台：MATLAB、C/C++、Python等。
八、教学进度安排1. 第一周：介绍课程内容、教学要求、考核方式。
高性能科学计算 教学大纲
高性能科学计算一、课程说明课程编号：130230Z10课程名称（中/英文）：高性能科学计算/High Performance Scientific Computation课程类别：专业选修课学时/学分：64/4先修课程：数学分析、高等代数、数值分析适用专业：信息与计算科学教材、教学参考书：1．，《数值分析》，科学出版社，2010年7月.2．L. N. Trefethen, Approximation Theory and Approximation Practice, Philadelphia, PA: SIAM, 2013年3．G. Dahlquist and A. Björck, Numerical Methods in Scientific Computing, Philadelphia, PA: SIAM, 2007年. 4. P. J. Davis and P. Rabinowitz, Methods of Numerical Integration, Second Edition, Academic Press, 1984年. 5．L. N. Trefethen,，Spectral Methods in Matlab, Philadelphia, PA: SIAM, 2000年.二、课程设置的目的意义在各种科学和工程应用中，计算和模拟日趋重要。
本课程是信息与计算科学专业的一门选修课。
通过本课程的教学，使学生较系统掌握插值逼近、数值积分、高精度谱方法的基本理论与快速方法，培养学生对高效算法的认识与理解，提升学生的创新意识、算法能力，为后续微分方程的数值解等课程提供必要的算法准备。
学生学好这门课的基本内容和方法，对今后的学习和应用都有关键性的作用。
因此本课程通过大量系统的算法设计、上机训练，培养学生的科学计算技能。
三、课程的基本要求此课程主要讲授插值逼近、数值微分、积分以及微、积分方程的高效算法，具有很强的理论性、系统性、实用性和针对性，是信息与计算科学专业等专业的一门重要的专业选修课，要求任课教师要有扎实的数学理论和系统的专业知识。
科学计算与数学建模教学大纲
科学计算与数学建模教学大纲课程编号：13070162课程名称：科学计算与数学建模英文名称：Scientific Computing & Mathematical Modeling总学时：64学分：4先修课程要求：高等数学、线性代数适应专业：全校理、工、医、经、管、文、法等专业教材与主要教学参考书目（注：加*号的为指定教材或辅助教材）[1]*郑洲顺，张鸿雁等，科学计算与数学建模，上海：复旦大学出版社，2011.[2]*李庆扬，王能超，易大义．数值分析，通高等教育“十一五”国家级规划教材，北京：清华大学出版社，2008[3] *姜启源，谢金星，叶俊．数学模型（第三版），北京：清华大学出版社，2007.[4] 邓建中，刘之行．计算方法，西安：西安交通大学出版社，2001.[5] 谭永基等．数学模型，上海：复旦大学出版社，1997.[6] 韩旭里，万中．数值分析与实验，北京：科学出版社，2006年.[7] 蔡大用，白峰杉．高等数值分析．北京：清华大学出版社，1998[8] 曹志浩，张玉德，李瑞遐．矩阵计算与方程求根．北京：高等教育出版社，1984[9] 李庆扬，关治，白峰杉．数值计算原理，北京：清华大学出版社，2000[10]索尔（美）著．吴兆金，范红军译．数值分析，北京：人民邮电出版社，2010[11]叶其孝．大学生数学建模竞赛辅导教材(1-5)．长沙：湖南教育出版社，1993-2008[12]刘来福，曾文艺．数学模型与数学建模．第二版．北京：北京师范大学出版社，2002[13]李尚志．数学建模竞赛教程．江苏：江苏教育出版社，1996[13]李大潜．中国大学生数学建模竞赛．北京：高等教育出版社，1998[14] *李荣华，冯果忱．微分方程数值解法．第二版．北京：高等教育出版社，1989[15]施妙根，顾丽珍．科学和工程计算基础．北京：清华大学出版社，1999[16]郭金玉，张忠彬，孙庆云．层次分析法在安全科学研究中的应用[J]．中国安全生产科学技术，2008，4(2)：69-73[17]陈义华．数学建模的层次分析法. 甘肃工业大学学报．1997，23(3):92-97[18]郭亚军．综合评价理论、方法及应用．北京：科学出版社，2007[19]韩中庚．数学建模方法及其应用. 北京:高等教育出版社,2005[20]易丹辉．统计预测方法与应用-北京：中国统计出版社，2004[21]戢运丽．统计学原理．武汉：华中科技大学出版社，2006[22]郑莉．现代统计学．北京：中国纺织出版社，2000[23]李国桂．统计学．北京：科学出版社，2004[24]Burden R L, Faires J D. Numerical Analysis. 4th ed. Boston: Weder & Schmidt, 1989[25]韩中庚．综合评价方法及其应用海南数学建模培训2006[26]韩中庚．长江水质综合评价与预测的数学模型．工程数学学报，2005年，22(7): 65-75[27]韩中庚．基于动态加权方法的水质综合评价模型．中国运筹学会第八届学术交流会中国运筹学会第八届学术交流会论文集，2006年[28]徐国强著．《管理统计学》，上海财经大学出版社，1998[29]原毅军，任曙明，梁艳，张国峰等编．《国际经济学》，机械工业出版社，2005年[30]John H. Mathews and Kurtis D. Fink．Numerical Methods: Using Matlab, Fourth Edition,Prentice-Hall Pub. Inc., Upper Saddle River, NJ, 2004.[31]Stoer J., Bulirsch R. ．Introduction to Numerical Analysis, Second Edition, Springer-Verlag,New York, 1992.[32]H. R. Schwarz．Numerical Analysis，A Comprehensive Introduction: With a Contribution byJ. Waldvogel，Chichester: Wiley. 1989.[33]A. Ralston and P. Rabinowitz．A First Course in Numerical Analysis, Dover publication, 2001.[34]Cuyt A., Wuytack L. ．Nonlinear Methods in Numerical Analysis, Elsevier Science PublishersB.V., 1987.[35]Richard L. Burden, J. Douglas Faires．Numerical Analysis (Seventh Edition), Brooks Pub. Co.,2001.一、课程性质与任务“科学计算与数学建模”课程全面实施本科人才培养模式的改革，积极贯彻研究性教学和探索式学习的教育思想，将学习的自主权全面交给学生，关注学生的团队合作精神，提高学生的综合素质，培养创新拔尖人才，培养学生创新思维、创新意识和能力，将本课程建设与教学作为学生学习数学知识、培养学生的实践与创新能力，提高学生数学应用能力和综合素质的最佳结合点。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
*学习目标(Learning Outcomes)
1．掌握科学计算领域算法设计的一些基本方法和基本原理;
2．能对算法进行有效的收敛性、稳定性和复杂度分析;
3．进一步提升利用计算机解决实际问题的能力。
*教学内容、进度安排及要求
(Class Schedule
&Requirements)
黄建国
课程网址
(Course Webpage)
*课程简介（Description）
科学计算的兴起是20世纪最重要的科学进步之一，其核心主要为利用计算机高效求解来源于科学研究和工程设计中的各类问题。随着高性能计算机的飞速发展，科学计算在国民经济与国防建设的许多重要领域都取得很大成功，因此，实验、理论、计算被公认为科学与工程领域中不可或缺的三大基本研究方法。本课程的主要任务是通过算法设计、理论分析和上机实算“三位一体”的教学方法，使学生能掌握科学计算领域算法设计的一些基本方法和基本原理，能对算法进行有效的收敛性、稳定性和复杂度分析，进一步提升同学们利用计算机解决实际问题的能力。本课程将着重介绍插值与逼近、变分方法与数据拟合、数值积分与数值微分、非线性方程与线性方程组的数值解法。简要介绍矩阵的特征值与特征向量计算等内容。本课程重视实践环节建设，学生要做一定数量的大作业。
教学内容
学时
教学方式
作业及要求
基本要求
考查方式
1绪论:计算机数值计算基本原理;误差的基本概念与估计;避免算法失效的基本原则;MATLAB语言简介
9
课堂教学
课后作业（含数值实验）
理论与应用均可
随堂提问与课后作业完成情况
2函数的多项式插值与逼近：函数插值与逼近问题的提法；Lagrange插值方法；Newton插值方法；Hermite插值方法；分段低次多项式插值；最佳平方逼近；正交多项式
*课程性质
（Course Type）
专业选修课程
授课对象
（Target Audience）
致远学院ACM班本科生
*授课语言
(Language of Instruction)
中文
*开课院系Leabharlann （School）数学科学学院
先修课程
（Prerequisite）
数学分析，线性代数
授课教师
（Instructor）
……
*考核方式
(Grading)
最终成绩由课堂表现、平时作业和大作业以及期末成绩综合而得。各部分所占比例如下：（1）上课参与程度、课后作业和大作业：50分；（3）期末考试：50分。
12
课堂教学
课后作业（含数值实验）
理论与应用均可
随堂提问与课后作业完成情况
3变分方法与数据拟合：变分问题简介；变分问题的最优性条件；E-L方程与守恒律；数据拟合的正则化方法
6
课堂教学
课后作业（含数值实验）
理论与应用均可
随堂提问与课后作业完成情况
4数值积分与数值微分：数值积分概论；N-C公式；复化求积公式；Romberg求积公式与自适应求积方法；Gauss求积公式；数值微分
科学计算课程教学大纲
Course Outline
课程基本信息（Course Information）
课程代码
（Course Code）
MA235
*学时
（Credit Hours）
48
*学分
（Credits）
3
*课程名称
（Course Title）
（中文）科学计算
（英文）Scientific Computing
6
课堂教学
课后作业（含数值实验）
理论与应用均可
随堂提问与课后作业完成情况
5非线性方程求根：方程求根与二分法；不动点迭代法及其收敛性；迭代收敛的加速算法；Newton法及收敛性分析
6
课堂教学
课后作业（含数值实验）
理论与应用均可
随堂提问与课后作业完成情况
6解线性方程组的直接法和迭代法：Gauss消去法；矩阵三角分解法；迭代法及其收敛性；矩阵分裂与构造线性方程组迭代解法的抽象框架；Jacobi迭代法、G-S迭代法和SOR迭代法；HSS迭代法
6
课堂教学
课后作业（含数值实验）
理论与应用均可
随堂提问与课后作业完成情况
7矩阵的特征值和特征向量计算：幂法与反幂法；矩阵的QR分解与Schur分解；QR方法；使用MATLAB求解矩阵的特征值和特征向量；搜索引擎算法中的PR算法*
3
课堂教学
课后作业（含数值实验）
理论与应用均可
随堂提问与课后作业完成情况
*课程简介（Description）
Based on the teaching guideline of emphasizing algorithm design, theoretical analysis and numerical simulation together, this course requires the students to understand the basic methods and principles in the area of scientific computing, can analyze convergence, stability and complexity of some typical numerical methods, and further their ability to work out real world problems in terms of numerical methods. The content mainly covers interpolation and approximation, variational methods and data fitting, numerical integration and differentiation, numerical methods for nonlinear equations and linear systems. And briefly introduce numerical methods for eigenvalues and engenvectors of matrices. This course emphasizes educating the practice ability, and the students are required to complete a number of projects.